2022——2023学年高一上学期生物人教版必修1-2.1细胞中的元素和化合物 课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
栩栩如生
但不是生物
龙石雕
龙石雕
细胞和石头都是由分子组成的。
为什么细胞能表现出生命的特征？
是因为细胞内有什么非物质的“活力”因素吗？
是细胞里含有特殊的“生命元素”吗？
是组成细胞的分子有什么特殊之处吗？
研究组成细胞的分子，实际上是在探寻生命的物质基础，帮助我们建立科学的生命观。
阐明什么现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。
——中科院院士邹承鲁
第2章 组成细胞的分子
一、教学目的要求
知识方面
1.概述蛋白质的结构和功能。
2.简述核酸的结构和功能。
3.概述糖类的种类和作用。
4.举例说出脂质的种类和作用。
5.说明生物大分子以碳链为骨架。
6．说出水和无机盐的作用。
情感态度与价值观方面
1.认同生命的物质性，探讨组成细胞的分子的重要作用。
2.认同生物界在物质组成上的统一性。
能力方面
1.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
2.以人的口腔上皮细胞为材料，进行特定的染色，观察DNA和RNA在细胞中的分布。
与原来的高中教材相比，本章的内容有所拓展。基本概念和原理几无增加，补充的是课堂上即可完成的学生活动，如“问题探讨”，“观察DNA和RNA在细胞中的分布”，关于“氨基酸结构通式”“脂肪的分布和作用”“无机盐的重要生理功能”等内容的“思考与讨论”；以及所学内容与现实生活、人体健康的联系，科学史话和科学前沿等。希望教师在教学时能够注意到教材的这些特点，根据学生实际灵活处理。
问题探讨
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。
※Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
从统一性和差异性着手
生物体总是和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机自然界中获取的。因此，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。但是，细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
生物界与非生物界的关系
生物界与非生物界
统一性：
差异性:
组成细胞的元素，无机自然界都能找到
化学元素含量不同
细胞内具有非生物界没有的一些特殊化合物（蛋白质、核酸）
第1节 细胞中的元素和化合物
1.教学重点
（1）组成细胞的主要元素和化合物。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
2.教学难点
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
本节聚焦
细胞中常见的元素有哪些？
组成细胞的主要化合物有哪些？
怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？
第1节 细胞中的元素和化合物
第1节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素
二、组成细胞的化合物
三、探究 实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、组成细胞的元素
思考 讨论
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（千克，质量分数）
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
左表是玉米细胞和人体细胞内含量较多的化学元素的种类及其含量。要分析细胞中各种元素及含量是非常复杂的事情，因此，呈现出来的数据一般都是大概。
讨论
1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
一、组成细胞的元素
思考 讨论
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（千克，质量分数）
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
讨论
3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？
结论：组成人体和玉米的基本元素是C、其中C、H、O、N含量最多。组成人体和玉米的元素大体相同，但各种化学元素的含量相差很大。
细胞中的常见元素：
20多种
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Zn、 Fe、B（硼）、Cu、Mo（钼）Mn
大量元素:
微量元素：
(含量占万分之一以上 )
(万分之一以下
，含量少 ；维持生命活动不可缺少 )
新（Zn）铁（Fe）臂（B）阿童（Cu）木（Mo），猛（Mn)!
1.组成细胞元素的分类
一、组成细胞的元素
K、Ca、Mg
大量元素
C
最基本元素
基本元素
主要元素
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
微量元素
思考
怎样用数学集合图来表示大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素之间的关系？
基本元素：
最基本元素：
C、H、O、N
C
H、O、N、
P、S、
一、组成细胞的元素
（1）缺Fe：
人体患贫血；
2.元素缺乏与疾病的相关性
几乎有百分之二十的女性有患贫血症的危险。
红色的肉类、菠菜和绿叶蔬菜中可以找到。
果树患黄叶病
一、组成细胞的元素
缺Ca：
成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
2.元素缺乏与疾病的相关性
缺I：
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大
一、组成细胞的元素
缺B：
华而不实（只开花不结果）
缺Zn：
影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
2.元素缺乏与疾病的相关性
一、组成细胞的元素
化合物
无机化合物
有机化合物
无机盐
水
糖类
脂质
核酸
蛋白质
二、组成细胞的化合物
上图中的数据是基于大量不同种类细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是由差别的，有的还相差悬殊。
图2-1 组成细胞的主要化合物及相对含量
梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的差别？
所含营养 含量 单位
热量 58 大卡
碳水化合物 15.46 克
脂肪 0.12 克
蛋白质 0.38 克
纤维素 3.1 克
每100克梨所含热量58大卡
二、组成细胞的化合物
我们平常吃的食物也是如此。正因为不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。我们的食物来自各种生物组织。那么，怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？
通过下面的探究实践，你可以尝试检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
二、组成细胞的化合物
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理：化学试剂+有机化合物→特定的颜色
1.还原糖
葡萄糖、果糖、麦芽糖含有还原性基团，叫还原糖。
斐林试剂包括甲液0.1g/mL的NaOH 和乙液0.05g/mL的CuSO4。甲、乙液混合后新产生的Cu(OH)2 ,在加热条件下与还原糖反应产生Cu2O(氧化亚铜)(砖红色沉淀)。由于需要新制Cu(OH)2,所以斐林试剂要求现配现用。
还原性糖的鉴定 实验原理 还原性糖+ 试剂 → ____ 色沉淀
实验材料
实验步骤 制备样液
取样（2mL注入试管）
加入刚刚混合均匀的 试剂1mL
水浴加热2分钟
观察颜色变化，预期将由 色变为 色。
浅蓝色→→棕色→砖红色(沉淀)
颜色较浅或近于白色的含糖量多的材料
斐林
砖红
斐林
加热
砖红
1.还原糖
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
还原糖 + 斐林试剂→砖红色沉淀
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.蛋白质
蛋白质 + 双缩脲试剂 →紫色
双缩脲试剂同样是CuSO4 + NaOH，但CuSO4 浓度变为0.01g/mL。鉴定蛋白质的原理是：在碱性条件下，蛋白质与CuSO4 发生络合反应，产生紫色络合物。所以要先加NaOH，再加CuSO4。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
蛋白质的鉴定 实验原理 蛋白质+ 试剂 → 色
实验材料
实验步骤 制备样液
取样2mL
加入 试剂的 液1mL，摇匀
加入 试剂的 液4滴，摇匀
观察颜色变化
豆浆、鲜肝提取液
需要加热吗？
蛋白质检测实验的实验结果
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
斐林试剂 双缩脲试剂
用途 鉴定可溶性还原糖的存在； 鉴定蛋白质、二肽及多肽
成分 0.1g/mL的氢氧化钠溶液 0.05g/mL的硫酸铜溶液 0.1g/mL的氢氧化钠溶液（A液）
0.01g/mL的硫酸铜溶液（B液）
发生的反应 Cu(OH)2与还原糖发生反应产生Cu2O 蛋白质能在碱性条件下与铜离子作用，形成紫色络合物
使用方法 现配现用；混合均匀；隔水加热； 先加A液，与样液混匀后滴加B液
颜色反应 呈砖红色 呈紫色
3.脂肪
脂肪 +苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）→橘黄色(红色)
液体材料可以直接滴加苏丹Ⅲ，观察颜色变化。
花生子叶等材料，需要先切片，滴加苏丹Ⅲ染色3分
钟后，用50%酒精洗去浮色，制作成临时装片，用显
微镜观察。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
可溶性还原糖
脂肪
蛋白质
砖红色沉淀
橙黄色
紫色
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
可溶性还原糖
(如:葡萄糖、果糖、麦芽糖)
蛋白质
脂 肪
梨汁
豆浆
花生油
斐林试剂
苏丹Ⅲ染液
双缩脲试剂
橘黄色
紫色
砖红色沉淀
归纳总结
待检有机物
热水浴
试 剂
颜色变化
+
拓展题
1.提示：细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素。这是生物与非生物的区别之一。
2.提示：不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。